JP2013143232A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】周方向の広い範囲に簡単な構成な構成で光を放射することができ、なおかつ、電源回路の電力容量の増大が容易な照明器具を提供すること。
【解決手段】配光を制御する反射面４４が設けられ当該反射面４４が入射光の一部を透過する光透過性を有した凹面反射鏡１８と、当該凹面反射鏡１８の底部に配置されて光を放射するＬＥＤ１４とを、器具設置箇所への取付部たるソケット８を備えたケース体２に設け、前記ケース体２に前記ＬＥＤ１４に点灯電力を供給する電源回路７６を設けたＬＥＤ照明器具１を構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＥＤや有機ＥＬ素子等の発光素子を光源に備えた照明器具に関する。

近年、ＬＥＤの高出力化、及び低コスト化に伴い、ＬＥＤを光源に備えた電球型のＬＥＤランプが普及している。この種のＬＥＤランプでは、既存設備のソケットに装着可能な口金を有し、電球の代替として利用されている（例えば、特許文献１、及び特許文献２参照）。
また、ハロゲン電球がスポットライト用光源として広く利用されており、このハロゲン電球の代替を目的としたＬＥＤランプも提案されている。この種のＬＥＤランプでは、ハロゲン電球に近似した配光を得るために次のような構造が提案されている。

すなわち、後端に口金を備えたホルダ内にＬＥＤを収容し、該ホルダの前端に形成された開口を覆うためのカバー部材を設け、このカバー部材には、ホルダの前端から前方側に延びる側壁部を設け、該側壁部を、ＬＥＤからの照射光を外部へ透過可能に構成した構造が提案されている（例えば、特許文献３参照）。この構造のＬＥＤランプによれば、カバー部材の側壁部を通じてＬＥＤの光が周方向に放射されて配光がハロゲン電球に近づけられる。
また、底部、及び側面部を有する椀状の放熱器と、この放熱器内の底部に設けられたＬＥＤと、このＬＥＤの出射光を制御する光制御部材とを備え、光制御部材がＬＥＤの出射光の一部を放熱器の側面部へ導き、側面部が光透過性を有している構造のＬＥＤランプも提案されている（例えば、特許文献４参照）。この構造のＬＥＤランプによれば、光制御部材で所望のスポット配光を形成しつつ、ＬＥＤの光の一部を側面部に導き透過させることで、当該側面部からも光が放射されることから、ＬＥＤランプの全体の配光がハロゲン電球に近づけられる。

特開２００９−４１３０号公報 国際公開第２００９／０６３６５５号 実用新案登録第３１６４２０２号公報 特許第４７４５４６７号公報

しかしながら、特許文献３のＬＥＤランプでは、カバー部材の側壁部の高さ方向の幅（ホルダ開口端部からカバーの正面端部までの幅）が狭いと、ハロゲン電球等の配光を十分に再現することはできず、また均一な配光が得られない。これを解消するために側壁部の高さ方向の幅を大きくしてしまうと、ＬＥＤから周方向に放射された光が、そのまま側壁部を通じて周方向に照射されることから、周方向への光量が多くなり過ぎてしまい、また前方への照射光量も低下する、という問題を生じる。
そこで、例えば、周方向への照射光量を抑制すべく側壁部の光透過率を低下させたとすると、その分、側壁部で遮蔽されて無駄になる光量が増えて光の利用効率が低下する、という問題を生じる。

一方、特許文献４のＬＥＤランプでは、ＬＥＤを納めた放熱器の側面部が光を通すことから、特許文献３のＬＥＤランプに比べて周方向の広い範囲に光を照射できる。ただし、側面部への光の照射は光制御部材によって制御されるため、当該光制御部材によって側面部の広い範囲にＬＥＤの光が照射されていないと、結局は、上記特許文献３のＬＥＤランプと同様に、側面部の制限された範囲からしか光が照射されない。これに加え、特許文献４のＬＥＤランプは、ＬＥＤの出射光を制御しつつ、なおかつ、その出射光の一部を側面部に振り分けて周方向の照射も制御するために光制御部材を必要とし、ＬＥＤランプが作る配光によっては、当該配光の制御と側面部への光の振り分けとを同時に実現する光制御部材の設計が容易ではない。

さらに、ＬＥＤランプでは、口金が後端部に設けられたランプ本体の中に、ＬＥＤを点灯する電源回路が納められている。このため、ランプ本体のスペースの制限によって電源回路の電力容量の増大が容易ではなく、ＬＥＤランプ光量の高出力化の弊害となっている。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、周方向の広い範囲に簡単な構成な構成で光を放射することができ、なおかつ、電源回路の電力容量の増大が容易な照明器具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、配光を制御する反射面が設けられ当該反射面が入射光の一部を透過する光透過性を有した凹面反射鏡と、当該凹面反射鏡の底部に配置されて光を放射する発光素子とを、器具設置箇所への取付部を備えたケース体に設け、前記ケース体に前記発光素子に点灯電力を供給する電源回路を設けたことを特徴とする照明器具を提供する。

また本発明は、上記照明器具において、前記発光素子が取り付けられる熱伝導性材から成るベース部材を備え、前記ベース部材の裏側に、前記ケース体と熱的に結合するヒートシンクを設けたことを特徴とする。

また本発明は、上記照明器具において、前記発光素子が取り付けられる熱伝導性材から成るベース部材を備え、前記ベース部材がヒートマス部を備えることを特徴とする。

また本発明は、上記照明器具において、前記凹面反射鏡の底部に、前記発光素子の周囲を囲み前記発光素子の光が入射する非反射面のネック部を設けたことを特徴とする。

また本発明は、上記照明器具において、前記ケース体を筒状に形成し、前記ケース体の端部の開口を前記ベース部材で塞いだことを特徴とする。

本発明によれば、凹面反射鏡の反射面に入射光の一部を透過する光透過性を持たせたため、反射面を透過する光が周方向に放射されることとなり、ハロゲン電球に近い配光を実現できる。特に、配光を制御する反射面に光透過性を持たせているため、別途の部材を用いることなく反射面に発光素子の光が入射し、周方向の広い範囲に光を放射することができる。これに加え、発光素子の放射光のうち、反射面を透過しない光は、略全てが主の照射方向である光軸方向の照射に用いられることから、照明効率の低下が抑えられる。
さらに、器具設置箇所への取付部を備えたケース体に、発光素子に点灯電力を供給する電源回路が設けられているため、電源回路を納めるスペースを従来のＬＥＤランプよりも大きくでき、電源回路の電力容量の増大が容易となる。

本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明器具の平面、底面、正面、及び側面を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は底面図、（Ｃ）は正面図、及び（Ｄ）は側面図である。 ＬＥＤ照明器具の内部構成を示す断面図である。 発光部を拡大して示す図である。 ＬＥＤ照明器具とハロゲン電球の配光を示す図である。 反射膜の光学特性の一例を示す図であり、（Ａ）は反射膜の分光透過率を示し、（Ｂ）は反射膜の分光反射率を示す。 本実施形態のＬＥＤ照明器具、既存のＬＥＤランプ及びハロゲン電球の発光スペクトル特性を示す図である。 本発明の他の実施形態に係るＬＥＤ照明器具の内部構成を示す断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
なお、以下の実施形態では、発光素子を光源に備える照明器具として、ＬＥＤを光源に備えたＬＥＤ照明器具を例示するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば有機ＥＬ等の他の発光素子を光源に備える照明器具にも適用可能である。

図１は本実施形態に係るＬＥＤ照明器具１の平面、底面、正面、及び側面を示す図であり、図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は底面図、図１（Ｃ）は正面図、及び図１（Ｄ）は側面図である。また図２はＬＥＤ照明器具１の内部構成を示す断面図である。
このＬＥＤ照明器具１は、スポット用光源に用いられている既存のハロゲン電球と配光が略同じに構成され、ハロゲン電球の代わりにスポット照明で利用可能になっている。

すなわち、ＬＥＤ照明器具１は、図１に示すように、略円筒状のケース体２を有し、このケース体２の一端部である先端部２Ａ（図２）に、当該ケース体２の中心軸Ｋの方向に光を放射する発光部４を設け、他端部である終端部２Ｂに、器具設置箇所への取付部としての支持具６を設けて構成されている。
支持具６は、ＬＥＤ照明器具１の器具設置箇所に設けられたライティングレールや配線ダクトレール等と称されるレール（不図示）に沿ってスライド自在に取り付けられて上記ケース体２を支持するものである。すなわち、支持具６は、レールに係合する係止部８Ａを有したソケット８と、このソケット８から延びる中空の支持棒１０とを備え、支持棒１０の先端部１０Ａがケース体２の終端部２Ｂに回動自在に連結されている。ＬＥＤ照明器具１への電力は、ソケット８の係止部８Ａに設けられた電極８Ｂ（図１（Ｂ））を介してレールから供給され、支持棒１０の中を通した配線（不図示）を通じてケース体２に導かれる。

ケース体２は、高い熱伝導性を有する例えば金属材から形成され、終端部２Ｂには、支持棒１０の先端部１０Ａを回動自在に挟み込む挟持部１２が設けられており、支持棒１０に対しケース体２を回動させることで、発光部４の照射方向を所望の方向に向けられるようになっている。
このケース体２は、既存のハロゲン電球が装着されるホルダと同一寸法形状を成す。既存のホルダは、ハロゲン電球が先端部から挿入される円筒状を成し、このハロゲン電球の口金に螺合するソケットを内蔵し、上記のレールスライド移動自在に取り付けられてハロゲン電球を支持する。この既存のホルダでは、反射鏡付きのハロゲン電球が装着されたときに、ハロゲン電球の反射鏡から下側がホルダに収まり、当該反射鏡から上側を先端部から外に露出させる構成となっている。本実施形態のＬＥＤ照明器具１においても、既存のホルダと外形が同一寸法形状に構成されたケース体２の先端部２Ａに、発光部４が備える後述の凹面反射鏡１８を突出させた状態で設けているため、配光のみならず外観においても、既存のホルダにハロゲン電球を装着した照明器具と似たものとなっている。

発光部４は、光源たるＬＥＤ１４を備える。ケース体２には、図２に示すように、ＬＥＤ１４の点灯に要するドライバ回路や電源回路７６等の電気回路を搭載した電気回路基板１５が納められる。電気回路基板１５の電源回路７６には、支持具６の支持棒１０を通じてケース体２に引き込まれた配線が接続され、この配線を通じて電源回路７６に電力が供給される。電源回路７６は、この電力に基づいてＬＥＤ１４の点灯電力を生成し、ドライバ回路の制御の下、当該ＬＥＤ１４に供給する。

図３は、発光部４を拡大して示す図である。
本実施形態の発光部４は、スポット光源用の既存のハロゲン電球と同等の配光を有するものであり、図２、及び図３に示すように、上述のＬＥＤ１４と、取付ベース部材１６と、カップ状の凹面反射鏡１８と、フレネルレンズ２０とを備えている。
ＬＥＤ１４には、図３に示すように、白色光を上面が発光面１４Ａとして構成され、当該発光面１４Ａから光を放射する表面実装型のＬＥＤパッケージが用いられている。すなわち、ＬＥＤ１４は、図示を省略するが、ＬＥＤチップと、ＬＥＤチップを収納する収納凹所が形成された平面視略矩形の薄型のパッケージとを備え、パッケージの収納凹所にＬＥＤチップがシリコーン樹脂などの透明樹脂で封止されている。この透明樹脂の中には、ＬＥＤチップから放射された光によって励起されてＬＥＤチップとは異なる発光色の光を放射する波長変換材料としての蛍光体（蛍光顔料、蛍光染料など）が分散されており、ＬＥＤチップの光と蛍光体の光との混合により白色光が得られる。

取付ベース部材１６は、図３に示すように、凹面反射鏡１８の支持、上記ＬＥＤ１４の発光面１４Ａを上に向けて載置する台座、ＬＥＤ１４のヒートシンク、及びヒートマスとして機能する部材である。
すなわち、取付ベース部材１６は、上面視略円形の板状の円板部３０と、当該円板部３０の略中央上面に突出した切頭状の台座部３２と、円板部３０の全周に亘って設けられたヒートマス部３４とを備え、高熱伝導性を有する例えばアルミニウム材等の金属材により一体成形されている。また、取付ベース部材１６には、ヒートマス部３４の外側に露出する露出部分全体を覆う後述するヒートマスカバー４６が設けられている。
取付ベース部材１６は、ヒートマス部３４を覆うヒートマスカバー４６をケース体２の先端部２Ａの縁部３に密着状態で当該ケース体２に取り付けられる。これにより、ケース体２の先端部２Ａの開口が取付ベース部材１６によって閉塞され、ケース体２と取付ベース部材１６の隙間からの塵や埃等の入り込みが防止される。

取付ベース部材１６の各部について詳述すると、上述のように円板部３０には、表側（上面側）の主表面の中央に上記台座部３２が設けられている。この台座部３２は上面視略円形の切頭凸状部であり、その上面には、図３に示すように、上記ＬＥＤ１４を嵌め込む嵌込溝３２Ａが設けられている。ＬＥＤ１４が嵌込溝３２Ａに嵌め込まれることで、ＬＥＤ１４の底面及び側面の両方からＬＥＤ１４の発熱を台座部３２に伝導させ、ＬＥＤ１４の放熱性が高められている。また台座部３２には、上下に貫通する貫通穴３２Ｂが２箇所に設けられており、ケース体２の電気回路基板１５から延びる正電位及び負電位の各リード線が各貫通穴３２Ｂを通ってＬＥＤ１４に接続される。なお円板部３０には、凹面反射鏡１８がＬＥＤ１４を内部に収めるように取り付けられるが、これについては後述する。

上記ヒートマス部３４は、円板部３０の縁部の位置でケース体２の中心軸Ｋに沿って上下に高さ幅Ｗで延在して側壁を形成し、ＬＥＤ１４の発熱を吸収するための十分なヒートマス（熱容量）として機能する。
ここで、上述のように、このヒートマス部３４を含む取付ベース部材１６が高熱伝導性を有する金属材で一体に形成されていることから、ＬＥＤ１４の充電部からの導電が考えられ、またＬＥＤ１４の発熱を蓄えるヒートマスにより高温にもなる。一方で、このＬＥＤ照明器具１にあっては、ヒートマス部３４がケース体２の先端部２Ａで露出することからユーザがヒートマス部３４に接触し易い。そこで、本実施形態では、高い絶縁性を有し、かつ、ヒートマス部３４よりも低熱伝導率を有する樹脂材から形成した上述のヒートマスカバー４６によって、ヒートマス部３４の外側に露出する露出部分全体を覆い、当該ヒートマス部３４にユーザの身体が直接接触することがないようにしている。このヒートマスカバー４６は、例えば取付ベース部材１６の周囲にインサート成形により設けられており、ヒートマスカバー４６がヒートマス部３４から外れることがない程度の十分の固定強度で固定されている。また本実施形態では、係るヒートマスカバー４６の厚み（周方向の肉厚）は、１．２ｋＶの耐電圧と接触時の火傷を防止可能な厚み（例えば２ｍｍ）を下限としている。

また、ヒートマスカバー４６は、図３に示すように、ヒートマス部３４の下端部３４Ａも覆うことで、ケース体２の先端部２Ａとヒートマス部３４の間に介在し、両者の間の電気的な絶縁が図られている。

ここで、ヒートマス部３４のヒートマスは、容積に比例して大きくなることから、高さ幅Ｗ、或いは厚みＴ（図３）を大きくすることでヒートマス性能を高められる。このとき、厚みＴをケース体２の周方向（中心軸Ｋに直交する方向）に平面視で後述の凹面反射鏡１８の外形よりも突出するほど大きくしてしまうと、ＬＥＤ照明器具１のサイズの大型化を招くため、厚みＴは、平面視でヒートマス部３４が凹面反射鏡１８の先端開口１８Ａの範囲内に収まる厚みを限度とすることが望ましく、当該限度を超えてヒートマスが要求される場合には、高さ幅Ｗを大きくすることが望ましい。但し、高さ幅Ｗを大きくするときには、ヒートマス部３４の上端部３４Ｂは、後述する凹面反射鏡１８の形状を制限することがないように、当該凹面反射鏡１８のネック部４２と同程度の高さ位置であって反射面４４の下端４４Ａと同程度の高さ位置までを限度として延ばし、ヒートマスの不足分は下端部３４Ａを下側に延ばして補うことが好ましい。

ＬＥＤ１４の発熱は、ヒートマス部３４を含む取付ベース部材１６を伝導しヒートマス部３４に蓄えられて外部に放熱されるが、このＬＥＤ照明器具１では、取付ベース部材１６からケース体２の側にも発熱を積極的に伝導するように構成されている。

すなわち、ケース体２の内部構造について説明すると、前掲図２に示すように、ケース体２の中には、内部を先端部２Ａの側と終端部２Ｂの側に仕切る仕切板１５Ａが一体に設けられている。仕切板１５Ａで仕切られた終端部２Ｂの側には、上記挟持部１２が設けられており、先端部２Ａの側は電気回路基板１５を収める基板収納容器７２として構成されている。仕切板１５Ａが基板収納容器７２の底面を構成し、この仕切板１５Ａに電気回路基板１５が立設状態で収められ充填剤７１が充填される。充填剤７１は高い電気的絶縁性、及び熱伝導性を有するものであり、電気回路基板１５の発熱が充填剤７１を通じてケース体２に伝熱され、ケース体２の表面から放熱される。

一方、上記取付ベース部材１６の円板部３０の裏面にはヒートシンク７０が密着して設けられており、このヒートシンク７０がケース体２の先端部２Ａから充填剤７１の中に押し込まれ、充填剤７１を介してケース体２に熱的に結合されている。ヒートシンク７０は、円板部３０の台座部３２の直下に当該台座部３２を含むように面接触する。これにより、ＬＥＤ１４の発熱が台座部３２からケース体２側のヒートシンク７０に効率良く伝熱され、充填剤７１を通じてケース体２に伝熱され、ケース体２の表面から放熱される。

このように、ＬＥＤ照明器具１では、取付ベース部材１６がＬＥＤ１４の発熱を蓄えるヒートマス部３４を備え、これに加え、ケース体２の側に伝熱して放熱するヒートシンク７０を備えるため、ＬＥＤ１４の発熱を効率良く放熱して高い冷却性能が得られる。これにより、ＬＥＤ１４の高出力化が容易となり、高出力なＬＥＤ照明器具１が容易に実現できる。
また、既存のハロゲン電球の口金が装着されるソケットを内蔵したホルダと外形が同一寸法形状のケース体２に凹面反射鏡１８を設けつつ、当該ケース体２にＬＥＤ１４の電源回路７６を内蔵したため、ハロゲン電球を模したＬＥＤランプに電源回路７６を内蔵する場合に比べて電源回路７６を収める空間を広くできる。これにより、ハロゲン電球を模したＬＥＤランプを既存のホルダに装着した状態の外観形状としつつも、大容量の電源回路７６を内蔵して高出力なＬＥＤ照明器具１を構成できる。

次いで、凹面反射鏡１８について詳述する。
凹面反射鏡１８は、ＬＥＤ１４が放射する光を光軸方向に反射して、スポット配光を形成するように配光を制御する回転楕円面の反射面４４を有するとともに、当該反射面４４の全体が光透過性を有して構成されることで当該反射面４４の全体から光軸の周方向にも光を放射するものである。この凹面反射鏡１８は、反射面４４の光軸がケース体２の中心軸Ｋと略同軸となるように当該ケース体２の先端部２Ａに設けられている。
より具体的には、凹面反射鏡１８は、図３に示すように、底部中心に底部開口１８Ｂを有し、この底部開口１８Ｂから先端開口１８Ａまでの範囲Ｄの内側面の略全面が上記回転楕円面の反射面４４として形成されている。また底部開口１８Ｂには後端側に延びる円筒状のネック部４２が一体に設けられている。ネック部４２は、ケース体２の先端部２Ａを閉塞する取付ベース部材１６の台座部３２と外側のヒートマス部３４とにより形成される溝部５０に挿入され、ヒートマス部３４との間の隙間に充填された透明な接着剤５２で固定されている。このように溝部５０に凹面反射鏡１８のネック部４２を挿入して固定するため、ＬＥＤ照明器具１の全長を短くできる。このとき、溝部５０の幅は、凹面反射鏡１８の外周面とヒートマス部３４の上端部３４Ｂの間の隙間を３ｍｍ以下にする大きさが好ましく、これにより、この隙間を手指が通ってヒートマス部３４に触れるのを防止できる。

また、ネック部４２の長さＬは、取付ベース部材１６の台座部３２の円板部３０からの高さよりも長く、これにより台座部３２の上面に設けられたＬＥＤ１４の周囲をネック部４２が囲み、当該ＬＥＤ１４の発光面１４Ａよりも高い位置に反射面４４が配置される。より正確には、ＬＥＤ１４の発光面１４Ａは、周囲がネック部４２で囲まれる位置であって、なおかつ発光面１４Ａから放射する光がネック部４２と反射面４４との両方に入射する高さ位置に配置される。

凹面反射鏡１８は、ＬＥＤ１４の光に対して透明であり、電気的絶縁性を有し、かつ取付ベース部材１６との間の熱抵抗が高い（取付ベース部材１６よりも低い熱伝導率の）透明樹脂又は透明ガラス等の材料で成形された基材６０に、上記範囲Ｄに対する内側面の全面に光透過性を有する反射膜により反射面４４を形成して構成されている。係る基材６０によって凹面反射鏡１８を構成することで、外部に露出する凹面反射鏡１８が電気を帯び、また高温になるのが防止される。

反射面４４による反射について説明すると、図３に示すように、ＬＥＤ１４から放射されて反射面４４に入射する光Ｍ１は、当該反射面４４で反射されて反射光Ｍ２として先端開口１８Ａを通じて外部に（中心軸Ｋ方向に）放射され、また一部は、反射面４４を透過して透過光Ｍ３として周方に放射される。これにより、反射面４４の略全面から透過光Ｍ３が周方向に放射されるため、ハロゲン電球に近い配光を実現できる。
また、反射面４４に光透過性を持たせているため、反射面４４を透過しない光は反射光Ｍ２として中心軸Ｋ方向の主の照射光として無駄なく用いられることから、光の利用効率を良好にできる。

凹面反射鏡１８のネック部４２には、上記反射面４４は形成されておらず、無垢の透明材料のままの非反射面とされている。したがって、ＬＥＤ１４からネック部４２に入射した光Ｍ４は、ネック部４２を透過してヒートマス部３４との間の隙間を光らせることとなり、これにより、反射面４４の下端（底部開口１８Ｂ）部分での周方向への光強度が補われる。さらに、ネック部４２に入射した光Ｍ４の一部は、凹面反射鏡１８の基材６０の内部を伝播する伝播光Ｍ５となって基材６０全体を発光させ、周方向への放射光量の増加に寄与することとなる。

凹面反射鏡１８の先端開口１８Ａには、反射面４４による配光の制御を補ってハロゲン電球の配光にさらに近づける光制御部品としての上記フレネルレンズ２０が設けられている。フレネルレンズ２０は、樹脂製の円板状部材の表裏のいずれかに同心円状にすべて角度の違う溝を設けたものである。本実施形態では、溝が設けられた主表面２０Ａを内側（ＬＥＤ１４側）に向け他方の主表面２０Ｂを外側に向けた姿勢でフレネルレンズ２０を凹面反射鏡１８の先端開口１８Ａに設けている。
具体的には、凹面反射鏡１８の先端開口１８Ａには、フレネルレンズ２０が嵌まり込む段部１９が形成されており、当該段部１９にフレネルレンズ２０を嵌め込み接着剤で接着することで、フレネルレンズ２０が凹面反射鏡１８の先端開口１８Ａを閉塞した状態で固定される。

係るフレネルレンズ２０が先端開口１８Ａを閉塞して設けられることで、フレネルレンズ２０に入射する光Ｍ６のうち、溝が形成された面２０Ａに入射した光Ｍ６の一部が反射面４４に向けて反射され、この反射された光Ｍ７が反射面４４を透過して周方向に放射されることで、周方向への放射光量が増加し、光の利用効率が高められる。
これにより、図４に示すように、ＬＥＤ照明器具１にあっては、ハロゲン電球の配光に近い配光が得られる。

ここで、本実施形態では、凹面反射鏡１８の反射面４４を形成する反射膜として誘電多層膜から成るダイクロイック膜を用いることとし、透過させる光の波長選択性を反射面４４に持たせることとしている。
図５は、反射膜の光学特性の一例を示す図であり、図５（Ａ）は反射膜の分光透過率を示し、図５（Ｂ）は反射膜の分光反射率を示す。
反射面４４の反射膜は、ＬＥＤ１４の発光波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの光を反射（略非透過）するとともに、波長４００ｎｍ〜８００ｎｍにおいて一部の光を透過する光学特性を有する。この反射膜を透過する一部の光により照明における間接光に適した光を周方向に放射することができ、また反射面４４からの反射光を主の照射光として先端開口１８Ａから放射することから、図６に示すように、既存のＬＥＤランプと同等の演色性を維持できる。

反射面４４を形成する反射膜を誘電多層膜から成るダイクロイック膜とすることで、透過光の波長選択を持たせることができ、照明デザイン等の要求に応じて自由な波長を透過させることができるものの、誘電多層膜にあっては、透過光の進行方向に波長依存性が生じるため、周方向の放射光を例えば壁面等に照射した際に色むらや照度むらが発生する。
そこで、凹面反射鏡１８の外周面６２には、その表面に透過光を散乱させる光散乱機能を持たせるための例えばエンボス加工が施されており、これにより、周方向に放射する光の色むらや照度むらが抑えられる。

以上説明したように、本実施形態によれば、凹面反射鏡１８と、当該凹面反射鏡１８の底部開口１８Ｂに配置されて光を放射する発光素子としてのＬＥＤ１４とをケース体２の先端部２Ａに設け、凹面反射鏡１８の反射面４４の全面に光透過性を持たせたＬＥＤ照明器具１とした。
これにより、反射面４４の略全面から透過光がＬＥＤ照明器具１の周方向に放射されることから、ハロゲン電球や白熱電球に近い配光を実現できる。特に、反射面４４に光透過性を持たせているため、反射面４４を透過しない光は反射光として主の照射方向である光軸方向の照射に用いられることから、透過光量を抑えても無駄が生じることがなく光の利用効率を良好にできる。

さらに、器具設置箇所（本実施形態ではレール）への取付部たるソケット８を備えたケース体２に、ＬＥＤ１４に点灯電力を供給する電源回路７６を設ける構成であるため、電源回路７６を納めるスペースを従来のＬＥＤランプよりも大きくでき、電源回路７６の電力容量の増大が容易となり、高出力化が容易となる。

また本実施形態によれば、ＬＥＤ１４が取り付けられる熱伝導性材から成る取付ベース部材１６の裏側に、ケース体２と熱的に結合するヒートシンク７０を設けたため、ＬＥＤ１４の発熱を取付ベース部材１６からケース体２に伝え、放熱性能を高めることができる。
特に本実施形態によれば、取付ベース部材１６がヒートマス部３４を備えるため、高出力型のＬＥＤ１４を用いた場合でも、当該ＬＥＤ１４の発熱を取付ベース部材１６、及びヒートシンク７０の双方で十分に処理することができる。

また本実施形態によれば、凹面反射鏡１８の底部に、ＬＥＤ１４の周囲を囲みＬＥＤ１４の光が入射する非反射面のネック部４２を設ける構成とした。この構成により、ネック部４２に入射した光Ｍ４によって、凹面反射鏡１８とケース体２の接続部分が発光し、また凹面反射鏡１８の基材６０の内部を伝播する伝播光Ｍ５を生じて基材６０全体が発光することとなるため、周方向への放射光量の増加に寄与し、既存のハロゲン電球の配光に近づけられる。

また本実施形態によれば、ケース体２の先端部２Ａの開口を取付ベース部材１６で塞ぐ構成としたため、この開口を閉塞する部材を別途に設ける必要がなく、組み立てが容易となる。
さらに、取付ベース部材１６の上面に設けた電気的絶縁性の凹面反射鏡１８と、周縁に沿って設けたヒートマス部３４によって、当該取付ベース部材１６の上面への手指の浸入を防止し、なおかつヒートマス部３４の外部に露出する面をヒートマスカバー４６で覆う構成としたため、取付ベース部材１６がケース体２の外に設けられていても、取付ベース部材１６への直接的な手指の接触を阻止できる。

また本実施形態によれば、凹面反射鏡１８を透明な基材６０で成形し、当該基材６０の内周面に誘電多層膜から成るダイクロイック膜を設けて反射面４４を形成したため、照明デザインからの要望等に合わせて、周方向に透過する光の波長を簡単かつ自由に選択でき、また周方向の照射光の色が異なるＬＥＤ照明器具１のバリエーションを簡単に作ることができる。

また本実施形態によれば、凹面反射鏡１８の基材６０の外周面６２がエンボス加工等により光拡散性を有するため、反射面４４を誘電多層膜から成るダイクロイック膜により形成されていても、周方向に放射する光の色むらや照度むらが抑えられる。

また本実施形態によれば、凹面反射鏡１８の先端開口１８Ａを塞ぐフレネルレンズ２０を備える構成としたため、フレネルレンズ２０の裏面で反射した光を周方向への照射光として効率良く利用することができる。

上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示するものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。

例えば上述した実施形態においては、取付ベース部材１６の裏面に設けたヒートシンク７０をケース体２に充填剤７１を介して熱的に間接的に結合する構造を例示した。しかしながら、これに限らず、ヒートシンク７０をケース体２に熱的に直接的に結合する構成としても良い。例えば、図７に示すＬＥＤ照明器具１００のように、ケース体２の周面に面で密着して直接的に熱を伝える側壁１７０Ａをヒートシンク７０に一体に設ける構成としても良い。これにより、ヒートシンク７０からケース体２に至る熱抵抗が低減されるため、ＬＥＤ１４の放熱性能がさらに高められる。
なお、図７の構成では、ケース体２がヒートシンク７０を通じて取付ベース部材１６と電気的に結合するため、当該ケース体２は電気的絶縁性の高い材料から形成される。

またヒートシンク７０は、取付ベース部材１６の裏面と熱的に結合する構成であれば、取付ベース部材１６と別体、及び一体のどちらでも良い。取付ベース部材１６の裏面にヒートシンク７０を一体に設けることで、取付ベース部材１６とヒートシンク７０の間の熱抵抗を無くして、ケース体２の側へＬＥＤ１４の発熱を効率良く伝達することができる。

また例えば、上述した実施形態では、レールに取り付けられるＬＥＤ照明器具１、１００を例示したが、これに限らず、壁や天井等の設置面に直接、或いは間接的に固定される取付部をケース体２が備え、当該取付部によって設置面に固定される構成であっても良い。

１、１００ ＬＥＤ照明器具（照明器具）
２ ケース体
２Ａ 先端部
４ 発光部
６ 支持具（取付部）
１４ ＬＥＤ（発光素子）
１６ 取付ベース部材（ベース部材）
１８ 凹面反射鏡
１８Ａ 先端開口
１８Ｂ 底部開口
２０ フレネルレンズ
３０ 円板部
３４ ヒートマス部
４２ ネック部
４４ 反射面
４６ ヒートマスカバー
６０ 基材
６２ 外周面
７０ ヒートシンク
７６ 電源回路
Ｋ 中心軸

Claims (5)

1. 配光を制御する反射面が設けられ当該反射面が入射光の一部を透過する光透過性を有した凹面反射鏡と、当該凹面反射鏡の底部に配置されて光を放射する発光素子とを、器具設置箇所への取付部を備えたケース体に設け、前記ケース体に前記発光素子に点灯電力を供給する電源回路を設けたことを特徴とする照明器具。
2. 前記発光素子が取り付けられる熱伝導性材から成るベース部材を備え、前記ベース部材の裏側に、前記ケース体と熱的に結合するヒートシンクを設けたことを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
3. 前記発光素子が取り付けられる熱伝導性材から成るベース部材を備え、前記ベース部材がヒートマス部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明器具。
4. 前記凹面反射鏡の底部に、前記発光素子の周囲を囲み前記発光素子の光が入射する非反射面のネック部を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の照明器具。
5. 前記ケース体を筒状に形成し、前記ケース体の端部の開口を前記ベース部材で塞いだことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の照明器具。

Images